浅谈机械加工工艺路线的制定
机械加工工艺路线是用来表示机械产品在生产过程的加工顺序以及在各个工序中的标准工时定额的情况，是机械产品按时、按质完成的保证。它做为一种重要计划管理文件的形式存在，工艺部门的简单工艺卡是不能与之相提并论的。本文对机械加工工艺路线的制定进行了研究，并对工艺路线的制定原则与方法提出了自己的认识。
标签：机械加工工艺路线原则方法制定认识
1 机械加工精度、加工方法及工艺阶段的选择
1.1 加工经济精度。在正常加工条件下，采用符合质量标准的设备和工艺装备，使用标准技术等级工人，不延长加工时间，一种加工方法所能保证的加工精度和表面粗糙度各种加工方法所能达到的加工精度和表面粗糙度，都是在一定的范围内的。任何一种加工方法只要精心操作、细心调整、选择合适的设备和加工方法及切削量，加工精度就可以提高，表面粗糙度就可以减小，但所耗费的时间与成本也会愈大。
1.2 加工方法的选择。首先要根据每个加工表面的精度要求，尺寸、形状、位置、精度及表面粗糙度，对照各种加工方法，能达到的精度及粗糙度，选择最合理的加工方法。其次要注意加工材料的性质。第三要考虑生产类型，即生产率和经济性问题。在大批大量生产中可用专用高效设备。最后要考虑本车间的现有设备加工能力及技术要求，能达到的加工经济精度。
1.3 工艺阶段的选择。机械加工的工艺过程通常情况下可分为四个阶段：
粗加工阶段。粗加工阶段的主要作用是去除大部分的加工余量，为半精加工提供定位基准和均匀适当的余量，这样就可以大大提高生产效率。
半精加工阶段。其作用是为零件主要表面的精加工作好准备工作，此项工作必须在进行热处理之前完结。
精加工阶段。该阶段是使机械零件的主要表面的加工工艺达到设计图纸的要求，此阶段的技术含量及操作要求是最高的，同时此阶段需要切除的余量也是最少的。
光整加工阶段。这一阶段的主要作用是提高机械加工产品的尺寸精度以及表面质量，减小加工面粗糙度值，使外观看起来更加圆滑光洁达到图纸的技术要求。一般不在此阶段进行纠正形状误差和位置误差的操作。其适用范围是公差等级在IT6以上，粗糙度值Ra在0.2μm以下的表面。
2 工艺路线的具体划分
机械加工工艺过程卡填写说明 +%)查表得到，不计准备和终结时间； (15) 设备负荷率=(13 x(4)十(251天x8小时x60分x(12)； (16) 根据需要填写。 (1)过程卡和工序卡的总页数； (2)当前页页序； (3)按零件图填写； (4)按设计任务书填写，包括了备品率和废品率； (5)按零件图填写； (6)填写“铸件”、“锻件”、“圆钢”、“板钢”等； (7)每毛坯可加工同一零件的数量； (8)工序号，可依自然数连续或不连续编号； (9)工序名称如“钻xx孔”、“粗铣xx面”、“攻xx螺纹” 等; (10)填写设备名称如“立钻”； (11)填写设备型号如“ Z5125A ”； (12)填写该工序所需设备数量； (13)基本时间t m和辅助时间t a之和，也称为操作时间。基本时 间取自工序卡。辅助时间按工序卡所表明的工序操作动作，查各动作的时间定额标准并累加得到(未见占基本时间百分比数据) ； (14)工时定额t t按公式t t= (t m+t a) [1+ ( a+? % ]计算。其中布置工作地时间、休息和生理需要时间按它们占作业时间的百分比
机械加工工序卡填写说明 (1 )、( 3)、(4)、( 5)、(6)、(11)同于对工艺过程卡相应内容的说明； (2)采用的切削液名称，如“水”、“水溶液”、“乳化液”等； (7)工序简图。要求：①主要简图是零件在机床上装夹位置的主视图，应有零件的外形轮廓，与本工序无关的结构要素不表示。②完整表示工序定位基 准、夹压力方向和作用面、夹压方式(机械夹紧、液压夹紧、气动夹紧、电磁夹紧)，也可规定夹压位置。③用特粗线条表示出加工面，注明工序尺寸及 公差、加工面的相对位置精度、表面粗糙度等。④表示工序同时装夹零件的数目和排列方式。⑤若绘制简图的位置不够，可另页绘制(该页上保留工序卡表头，其它位置绘简图)，顺序在本工序卡片之后，有页码。 (8)若需要专用夹具，填写夹具名称，如“钻夹具”。否则不填； (9)本工序工序内容序号，依自然数连续编号； (10)工序加工内容和主要技术要求。外协序只写工序名称和主要技术要求，如热处理的硬度和变形要求、电镀的镀层厚度。设计或工艺要求加工面配做配钻时，要在配做配钻前该面的最后工序另起一行注明，如“XX孔与XX 件配钻”； (11)填写设备型号如“ Z5125A ”； (12)专用的填写编号，由于没有编号规则，可填写刀辅具名称，并示以“专用”含义，如“成形铳刀”。标准的填写名称、规格，如“锥柄钻头①14.3X 200”、“ 45°车刀”； (13)填写量检具名称，如“孔位检具”、“卡规”等，已有“专用”含义。 标准的填写名称、规格、精度，如“卡尺0~125, 0.02”、“杠杆表0~0.8, 0.01 ”。 (14)、(15)、(16)、(17)切削用量三要素，由分析计算或查表得到。 (18 )工件切削部分的长度； (19 )直接改变加工对象几何状况或材料性质的工艺过程所消耗的时间，用相应加工方法基本时间计算公式计算。切削加工时，不仅与切削长度、走刀次数和切削用量有关，还与切入量、切出量、刀具尺寸等有关。
机械加工工艺过程第一节基本概念 第二节工件的安装与基准 第三节工艺过程的制定 第四节机械加工工艺过程制定实例
§6.1 基本概念 一、工艺过程 生产过程中直接改变原材料的性能、尺寸和形状、使之变为成品的过程称为工艺过程 工艺过程由一系列工序、安装、工位、工步和进给等组成。 二、生产过程 在机械制造中，从原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和，称为生产过程． 生产过程实际上是由原材料到成品之间各个相互关联的劳动过程的总和。 三、生产纲领和生产类型 1、生产纲领 工厂或产品的生产纲领是指包括备品和废品在的该产品的年产量。零件的生产纲领可按下 式计算: 式中,N 为零件的生产纲领（件/年）;Q 为机器产品的年产量（台/年）;n 为每台机器中该零 件的数量（件/台）;a 为备件百分率（%）;β为废品百分率（%）. 2、生产类型 单件生产、大量生产和成批生产 )1)(1(βα++=Qn N
§6.2 工件的安装与基准 一、 工件的安装 直接找正安装 划线找正安装 使用夹具安装 二、工件的定位 （一）六点定位原则 机床夹具 物体的六个自由度 一个物体在空间可以有六个独立运动。以右图为例，它在直角坐标系OXYZ 中可以有三个平 移运动和三个转动。三个平移运动分别是沿X 、Y 、Z 轴平移运动，记为Z Y X \\ 三个转动分别是绕X 、Y 、Z 轴的转动，记为Z Y X // 习惯上把六个独立运动称作六个自由度，如果采用一定的约束措施，消除物体的六个自由 度，则物体被完全定位 X 自由度示意图
六点定位原理 任何一个物体在空间直角坐6个自由度——用Z Y X Z Y X ,,,,, 表示。 要确定其空间位置，就需要限制其 6 个自由度 将 6 个支承抽象为6个“点”，6个点限制了工件的6 个自由度，这就是六点定位原理。 （二）六点定则的应用 完全定位 不完全定位 超定位 （三）工件的基准 基准的概念： 是在确定零件上其他面、线或点的位置准确度时所依据的该零件上的面、线或点。 基准的分类： 设计基准：是指设计零件图样时用以确定其他面、线或点的位置所依据的基准。 工艺基准：在制造过程中采用的各种基准，总称为工艺基准。可分为工序基准、定位基准、 度量基准和装配基准。
制定机械加工工艺规程的步骤和方法 工艺规程是生产工人操作的依据 ,在加工过程中操 作 者要不折不扣地按照工艺规程进行生产。随着新技术、新设 备的不断出现 ,作为指导生产活动的工艺规程也必须与时俱 进,不断创新 ,不断完善。笔者就如何制定机械加工工艺规程 的步骤谈一下浅显的看法。 、机械加工工艺规程在生产过程中的作用 1. 工艺规程是指导生产的最基本、最主要的技术文件 应及时向有关人员反映 ,经该工艺规程的主管工艺人员更改 并经批准后才能执行 ,不能按照自己的想法随意更改。 件的工艺过程是一个整体 ,对过程中任何工序的更改都要从 整体的观点去分析。 2. 工艺规程是进行生产准备和生产管理的依据 工艺规程是由产品设计到加工制造的桥梁。为了把零件 的设计图样变成产品 ,必须在物资方面以及生产管理方面做 系列的准备工作。 3. 工艺规程是新厂建设和旧厂改造的重要技术资料 在执行过程中 ,如果发现工艺规程有错误或有好的建议 个零
在建设新厂或在老厂的基础上为某种新产品的投产扩 建车间时,工艺规程可以提供生产需要的机床和其他设备的 种类、规格、数量、各类设备的布局、建筑面积、生产工人的工种、数量以及必须具备的技术等级等数据。 、制定工艺规程所依据的技术资料 制定工艺规程的工作是从研究零件图及其技术条件开 始的。工艺人员在制定工艺规程时,首先要确定其内容,将这 些内容划分成工序,进而为各工序选择适当的设备,并根据零 件图和规定的生产纲领决定取得毛坯的方法。由此可见,制定 工艺规程应当具备以下主要技术资料。 1.产品零件图及有关部件图或总装图 产品零件图和与之相应的技术条件是规定对所制零件 要求的唯一文件,是零件制成后进行检验和验收的唯一依据。 因此,产品零件图应当正确而完善。工艺人员在为制定工艺规程而研究产品零件图时,其主要目的是认真领会零件图的各 项技术要求,并采取相应的对策以确保产品质量。 2.生产纲领 生产纲领是指在一定的时间内应当出产的产品数量。有
第7章 机械加工工艺规程 习 题 7-1 T 形螺杆如图7-1所示。其工艺过程如下，请分出工序、安装、工位、工步及走刀。 ⑴ 在锯床上切断下料Φ35×125； ⑵ 在车床上夹一头车端面，打顶尖孔； ⑶ 用尾架后顶尖顶住工件后，车Φ30外圆及T20外圆（第一刀车至Φ24，第二刀车至 Φ20），车螺纹，倒角； ⑷ 在车床上车Φ18外圆及端面； ⑸ 在卧式铣床上用两把铣刀同时铣Φ18圆柱上的宽15的两个平面，将工件回转90°（利 用转台），铣另两个面，这样作出四方头。 图7-1 7-2 如图7-2所示套筒零件，加工表面A 时要求保证尺寸10+0.10mm ，若在铣床上采用静调整 法加工时以左端端面定位，试标注此工序的工序尺寸。 7-3 如图7-3所示定位套零件，在大批量生产时制定该零件的工艺过程是：先以工件的右端 端面及外圆定位加工左端端面、外圆及凸肩，保持尺寸5±0.05mm 及将来车右端端面时的加工余量 1.5mm ，然后再以已加工好的左端端面及外圆定位加工右端端面、外圆、凸肩及内孔，保持尺寸60－0.25 mm 。试标注这两道工序的工序尺寸。 图7-2 图7-3 2?45?
7-4 如图7-4所示为一锻造或铸造的轴套，通常是孔的加工余量较大，外圆的加工余量较小， 试选择粗、精基准。 7-5 试提出成批生产如图7-5所示零件的机械加工工艺过程（从工序到工步），并指出各工 序的定位基准。 7-6 图7-6所示的轴类零件，在卧式铣床上，采用调整法且用两把铣刀组合在一起同时加工 两个槽。当此工序以大端端面为轴向定位基准时，根据零件图，重新标注工序尺寸A 。 图 7-4 图 7-5
轴类零件机械加工工艺规程制定 发表时间：2013-12-03T10:54:32.420Z 来源：《赤子》2013年10月下总第292期供稿作者：江灵智[导读] 对一些适用于特殊场合、对其加工条件及方式存在多种限制的零部件，可对其进行此操作 江灵智 （浙江申林汽车部件有限公司，浙江温岭 317507） 摘要：在机械运动装置传递运动形式中，轴类零件是不可或缺的部件之一。各传动件不仅通过轴类零件传递扭矩带动运动，另外也通过其承受载荷。轴类零件的加工质量决定着它在机械运动中的性能，本文就轴类加工工艺规程予以讨论，以求获得更为完善的产品，提高其利用率，延长使用寿命。 关键词：轴类零件；加工工艺；规程 中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1671-6035（2013）10-0000-01 轴类零件是机械装置中的典型零件之一。它不仅是传动零部件的载体，还具有扭矩和运动形式传送的作用，实现机械装置间连续运动。轴类零件根据外形的差异，有直轴、曲轴和软轴之分，这里讨论的主要以直轴为主。其包括有光轴、阶梯轴等。由于轴类零件在机械传动中至关重要，其精度、表面粗糙度等需符合使用标准，因而其加工工艺流程必须经过严格的工艺规程。无论是加工光轴、阶梯轴或是空心轴等其他轴类零件，其加工工艺基本上是一致的，针对不同的结构，只需要在细节上做些处理。 一、毛坯及材料的选择 加工轴类零件之前，首先应该挑选使用哪种材料的毛坯。毛坯是否选取适当，将决定后期加工难度和工作量。轴类毛坯根据轴类现场使用场合、加工制造分类、加工预期成本、现有加工车床的限制等而定，一般常使用棒料、锻件等，棒料适用于阶梯不太明显趋近于光轴的轴类零件，相反地，若是外圆间变化较大的阶梯轴或是起到关键作用的轴类，通常是选取锻件毛坯。另在选择毛坯时，优先选择外形形状和大小贴近于制造零件的毛坯，这样可减少零件加工所需的冗余工作，提高生产效率，同时也降低了生产成本。毛坯材料的选择需根据实际使用中轴类零件工作而定，如其支承的传动件的重量，其传递的扭矩等。因而，在选择毛坯材料时，其抗变形能力、抗弯曲能力、耐磨度等是重要参数，并需经过不同的热处理来强化这些参数。[1] 二、定位及装夹方式的确定 待选定使用哪种毛坯后，需通过定位和装夹装置标记最优的加工点。基准表面及装夹方式的确定，决定着零件经过车削后其大小和切削位置与理论上的偏移程度。在选择参考平面用作基准时，主要有粗基准和精基准类型，根据零件各位置不同功能而定的误差范围值，选取合适的基准。一般粗基准使用可加工范围广、表面平滑、较为重要的未加工表面；优先使用已加工处理的表面作为精基准的参考面，尤其是其他未进行修改的面都能以此为准的表面。在一些情况下，也可采用互为基准和自为基准等方式确定基准面。[2] 毛坯零件的装夹方式根据待加工零件的形状而定，针对矩形的零件，使用合适的平口钳夹住固定；针对圆状零件，使用三爪卡盘压在铣床床面上；针对特殊形状的零件，可制作专用的铣床夹具。 三、加工工艺分析 轴类零件加工遵循的原则与其他加工类似，切削工艺安排严格按照“先攻基准、先粗后精、先主后次、先面后孔”的原则执行。使用数控车床车削误差变化范围较小的零件时，起始位置点选择为轴的最右端。 1.首先分析零件样图。 零件图样中给出的一些使用参数，以及表面粗糙度、平行度、同心度等数值要求，是我们在作加工工艺的指导依据。 2.加工路线的拟定。 对零件图分析后，可确定零件的定位基准。根据加工工序中“基准先行”的规则要求，在设计中作为基准使用的外围面需优先进行，方便其他表面的加工。此加工可采用外圆车削的方式，包括有粗车、半粗车、精车等阶段；其次，根据“先主后次”的原则，优先处理尺寸接近于理想状态约束较多的零件外围部分。而轴上的矩形键槽、花型键槽及螺孔等在外围表面加工到某个精度后执行；再次，当零件要求钻孔时，需先加工端面，然后再钻孔，这样就可确保一些情况下指定的同心度、平行度等条件，提高孔的加工精度。 四、工艺过程 确定了轴类零件的主要基准面和实施方案，待毛坯正确地装上和固定时，其操作流程可开始执行。轴类零件常用的加工方法为车削和磨削。前者适用于粗加工场合，相反地，后者则在精加工上占有优势。零件成型历时三种时期，即预加工处理、半精加工处理、精加工处理时期，若是对零件的尺寸等有更严格限制，可再加上光整加工工序。[3] 1.毛坯的预加工。 在选择毛坯时，其与成品是有差别的，通过粗加工切除毛坯上的多余存量，使得毛坯的形状和大小接近于成品，为后续加工提供便利，节约生产成本。预加工主要包括有对毛坯的校正，主要针对毛坯在各种条件下产生的变形弯曲等情况；另有当使用棒料时，应切除毛坯与实际成品相比的多余部分；当一些零件需要钻孔时，需先切端面然后钻孔；若是使用锻件或是尺寸较大的铸件，还需拉荒处理，除去其表面的氧化层，减少加工余量。 2.轴类零件的半精加工。 半精加工方案实施在粗加工之后，进一步缩小与理论上的差距，使成品更接近于要求。在使用半精方式加工前，需添加一道工序，即对零件实行调质，改变物理结构，进而改善其抗弯曲和抗变形能力。 3.精加工。 零件经过半精加工后还会存在较小范围的误差，此时需要通过精加工处理零件，以符合零件图样中的指标。同样地，在进行精加工前，其物理结构也需改变，对零件的一些部分需进行加热升温处理；并通过对外圆表面和一些锥面进行精磨，以确保主轴中最重要表面的精度要求。精加工一般选择使用磨具，其对零件的切除操作影响甚微，可实现趋近与理想状态下的成品。 4.光整加工。 对一些适用于特殊场合、对其加工条件及方式存在多种限制的零部件，可对其进行此操作。
1．什么是机械加工工艺过程？ 答：机械加工工艺过程是指用机械加工的方法按规定的顺序把毛坯变成零件的全部过程。 2.工艺过程的基本单元是什么？如何划分？ 答：工序是组成工艺过程的基本单元。工序又可分为安装、工位、工步和走刀。 3.什么是工序，安装，工步，工位和走刀？ 答：工序是指一个（或一组）工人在同一个工作地对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分工艺过程。 安装是指在一道工序中工件经一次装夹后所完成的那部分工序内容。 工位是指工件在机床上占据每一个位置所完成的加工 工步是指在加工表面、刀具和切削速度和进给量均保持不变的情况下完成的部分内容。 走刀是指刀具在加工表面上切削一次所完成的内容。走刀是构成工艺过程的最小单元。 4.机械加工工艺规程制定的指导思想？ 答：保证质量，提高效率，降低成本。尽量减少工人的劳动强度。在保证质量的前提下，最大限度的提高生产率，满足生产要求，尽可能节约耗费，减少投资，降低制造成本。 6.什么是机械加工的工艺规程?它的作用特点是什么？工艺规程设计的原则和步骤有哪些？答：机械加工的工艺规程是机械制造厂最重要的文件之一。蒋工艺规程内容填入一定的格式的卡片。即成生产准备和施工依据的工艺文件。 设计原则： 1）以保证零件加工质量，达到设计图纸规定的各项技术要求为前提。 2）工艺过程有较高的生产效率和较低的成本。 3）充分考虑和利用现有生产条件，尽可能作到平衡生产 4）尽量减轻工人劳动强度，保证安全生产，创造良好、文明劳动条件。 5）积极采用先进技术和工艺，减少材料和能源消耗，并应符合环保要求。 设计步骤： 1）．阅读装配图和零件图2）．工艺审查审查图纸上的尺寸、视图和技术要求是否完整、正确、统一，分析主要技术要求是否合理、适当，审查零件结构工艺性。 3）．熟悉或确定毛坯确定毛坯的依据是零件在产品中的作用、零件本身的结构特征与外形尺寸、零件生产批量等。 7.何为零件的结构工艺性？ 零件的结构工艺性：零件制造、装配和维修的可行性和经济性。
机械加工工序顺序的安 排原则 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
机械加工工序顺序的安排原则 在安排加工顺序时一般应遵循以下原则： 1) 先基准面后其它应首先安排被选作精基准的表面的加工，再以加工出的精基准为定位基准，安排其它表面的加工。该原则还有另外一层意思，是指精加工前应先修一下精基准。例如，精度要求高的轴类零件，第一道加工工序就是以外圆面为粗基准加工两端面及顶尖孔，再以顶尖孔定位完成各表面的粗加工；精加工开始前首先要修整顶尖孔，以提高轴在精加工时的定位精度，然后再安排各外圆面的精加工。 2) 先粗后精这是指先安排各表面粗加工，后安排精加工。 3) 先主后次主要表面一般指零件上的设计基准面和重要工作面。这些表面是决定零件质量的主要因素，对其进行加工是工艺过程的主要内容，因而在确定加工顺序时，要首先考虑加工主要表面的工序安排，以保证主要表面的加工精度。在安排好主要表面加工顺序后，常常从加工的方便与经济角度出发，安排次要表面的加工。例如，图5.5所示的车床主轴箱体工艺路线，在加工作为定位基准的工艺孔时，可以同时方便地加工出箱体顶面上所有紧固孔，故将这些紧固孔安排在加工工艺孔的工序中进行加工。此外，次要表面和主要表面之间往往有相互位置要求，常常要求在主要表面加工后，以主要表面定位进行加工。 4) 先面后孔这主要是指箱体和支架类零件的加工而言。一般这类零件上既有平面，又有孔或孔系，这时应先将平面（通常是装配基准）加工出来，再以平面为基准加工孔或孔系。此外，在毛坯面上钻孔或镗孔，容易使钻头引偏或打刀。此时也应先加工面，再加工孔，以避免上述情况的发生。 6.6.1 制定加工工艺路线应遵循的一般原则 制定工艺路线时，必须充分考虑采用确保产品质量，并以最经济的办法达到所要求的生产纲领的必要措施，即应该作到：技术上先进、经济上合理，并有良好、安全的劳动条件。 6.6.2 工艺阶段的划分 零件加工时，一般不是依次加工完各个表面，而是将各表面的粗、精加工分开进行，为此，通常将整个工艺过程划分为以下四个加工阶段： 1、粗加工阶段 本阶段的主要作用是切去大部分加工余量，为半精加工提供定位基准和均匀而适当的余量。此外，应注意提高生产率。
例1：试提出小批生产下图所示零件的机械加工工艺过程（从工序到工步）。 [解答]：齿轮加工内容有两端面、内孔、四个小孔、键槽、齿等。为保证A、B面的平行度还需磨削，齿部还需高频淬火。 加工工艺过程 注意点：毛坯为型材，需要钻孔；调头车B面，不能保证B∥A，因此需要磨端面B； 如上例齿轮，若毛坯为模锻件，试提出小批、成批和大批大量生产其机械加工工艺过程(工序到工步)。 齿轮加工工序安排 若批量生产时毛坯为锻件，工序1变为两个工序。即，如果在加工端面A和外圆后，就将该工件卸下，换上另一工件，加工其端面A和外圆，一直到一批零件加工完，再调头加工端面B及另一部分外圆，这中间就有了间断，因此就是两个工序。对于大批大量生产，采用拉刀拉孔、多刀车床车外圆（复合工步）等先进工艺，可提高生产率。因此齿轮大量生产和小量生产其工艺有很大差别。 例2：试提出如右图所示小轴的小批、成批和大批大量生产的机械加工工艺规程，并分析每种方案的工艺过程组成。 表1 阶梯轴加工工艺过程（小批生产） 表2 阶梯轴加工工艺过程（成批生产）
表3 阶梯轴加工工艺过程（大批大量生产） 例3：如右图盘状零件，其机械加工工艺过程有如下两种方案，试分析每种方案工艺过程的组成。 1）在车床上粗车及精车端面C，粗镗及精镗φ60H9mm孔，内孔倒角，粗车及半精车φ200mm外圆。调头，粗、精车端面A，车φ96mm外圆及端面B，内孔倒 角。划线，在插床上按划线插键槽18D10。在钻床上按划线 钻6-φ20mm的孔。钳工去毛刺。 2）在车床上粗、精车一批零件的端面C，并粗、精镗φ 60H9mm孔，内孔倒角。然后在同一台车床上将工件安装在 可涨心轴上，粗车、半精车这批工件的φ200mm外圆，并车 φ96mm外圆及端面B，粗、精车端面A，内孔倒角。在拉床 上拉键槽。在钻床上用钻模钻出6-φ20mm的孔。钳工去毛 刺。 注意：φ20mm的孔无公差要求 盘状零件加工工艺过程 单件小批生产成批生产 例4试提出成批生产如图1-5所示零件的机械加工工艺过程（从工序到工步），并指出各工序的定位基准。注意：φ10mm的孔有精度要求，因此钻-扩-铰
第一章机械加工工艺规程的制定习题答案 一、填空题 1、生产过程包括：技术准备过程、生产过程、辅助生产过程、生产服务四过程。在生产过程中与机械加工有关的过程称为机械加工工艺过程，其文件固定形式称为机械加工工艺规程。 2、零件的机械加工工艺过程由若干个工序所组成；在每一个工序中可以包含一个或几个工步；又可以包含一个或几个安装，在每一个安装中可以包含一个或几个工位，每一个工位可能包含一个或几个工作行程。工序是依据工作地点是否变化和工作过程是否连续 来划分的。 3、获得尺寸精度的方法有：试切法、调整法、定尺寸法和自动控制法。 4、机械加工中常用的毛坯有：铸件、锻件、型材、焊接件、冷冲压件毛坯和其它形式的毛坯。 5、根据基础基准的应用场合和作用不同，基准可分为：设计基准和工艺基准两大类。而工艺基准又可分为：工序基准、定位基准、测量基准和装配基准。 6、精基准的选择原则有：基准重合原则、基准统一原则、作为定位基准应保证工件定位准确，夹紧可靠，夹具结构简单，操作方便、互为基准原则、自为基准原则。 7、在机械加工中，零件的加工阶段通常有：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段和光整加工阶段四个加工阶段。 8、机械加工中的预备热处理方法有：退火、正火、调质和时效处理四种。 9、机械加工中的最终热处理方法有：淬火、渗碳淬火和氮化处理三种。 10、在安排机械加工顺序时，一般应遵循的有：“先粗后精” 原则、“先主后次” 原则、“先基面后其它”原则和“先面后孔”的原则。 11、加工余量可分为工序余量和总加工余量。 12、标注工序尺寸公差时，一般毛坯尺寸公差采用双向对称标注；最后一道工序标注设计尺寸公差；而中间工序的工序尺寸公差一般按“入体”原则标注；即对包容表面（孔），其基本尺寸是最小工序尺寸，公差表现为上偏差；对被包容表面（轴），其基本尺寸是最大工序尺寸，公差表现为下偏差。 13、尺寸链由环组成，根据其性质不同可以将尺寸环分为组成环对封闭环；而根据组成环对封闭环的影响情况不同，又可以将组成环分为增环和减环。 14、确定加工余量的方法有：经验估计法、查表修正法和分析计算法三种，工序尺寸的确定除与设计尺寸、加工余量有关外，还与基准确定、转化有关，其解算方法有极值法和概率法两种。 15、在机械加工中，缩短基本时间的工艺措施有：提高切削用量、缩短切削行程和采用高生产率的加工方法等措施。 16、工艺成本是指生产成本中与工艺过程直接有关的那一部分成本，一般分为：可变费用和不变费用两种。 二、问答题
第10章机械加工工艺规程 10.1 工艺过程 10.1.1 生产过程与工艺过程 (1) 生产过程 生产过程是指把原材料（半成品）转变为成品的全过程。机械产品的生产过程，一般包括：①生产与技术的准备,如工艺设计和专用工艺装备的设计和制造、生产计划的编制，生产资料的准备；②毛坯的制造，如铸造、锻造、冲压等；③零件的加工，如切削加工、热处理、表面处理等；④产品的装配，如总装，部装、调试检验和油漆等；⑤生产的服务，如原材料、外购件和工具的供应、运输、保管等。 机械产品的生产过程一般比较复杂，目前很多产品往往不是在一个工厂单独生产，而是由许多专业工厂共同完成的。例如：飞机制造工厂就需要用到许多其他工厂的产品（如发动机、电器设备、仪表等），相互协作共同完成一架飞机的生产过程。因此，生产过程即可以指整台机器的制造过程，也可以是某一零部件的制造过程。 (2) 工艺过程 工艺过程是指在生产过程中改变生产对象的形状、尺寸、相对位置和性质等，使其成为成品或半成品的过程。如毛坯的制造，机械加工、热处理、装配等均为工艺过程。在工艺过程中，若用机械加工的方法直接改变生产对象的形状、尺寸和表面质量，使之成为合格零件的工艺过程，称为机械加工工艺过程。同样，将加工好的零件装配成机器使之达到所要求的装配精度并获得预定技术性能的工艺过程，称为装配工艺过程。 机械加工工艺过程和装配工艺过程是机械制造工艺学研究的两项主要容。 10.1.2 机械加工工艺过程的组成 机械加工工艺过程是由一个或若干个顺序排列的工序组成的，而工序又可分为若干个安装、工位、工步和走刀，毛坯就是依次通过这些工序的加工而变成为成品的。 (1) 工序 工序是指一个或一组工人，在一个工作地点对一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。区分工序的主要依据，是工作地点（或设备）是否变动和完成的那部分工艺容是否连续。如图4.1所示的零件，孔1需要进行钻孔和铰孔，如果一批工件中，每个工件都是在一台机床上依次地先钻孔，而后铰孔，则钻孔和铰孔就构成一个工序。如果将整批工件都是先进行钻孔，然后整批工件再进行铰孔，这样钻孔和铰孔就分成两个工序了。 工序不仅是组成工艺过程的基本单元，也是制订工时定额，配备工人，安排作业和进行质量检验的依据。 通常把仅列出主要工序名称的简略工艺过程称为工艺路线。 (2) 安装与工位 工件在加工前，在机床或夹具上先占据一正确位置(定位)，然后再夹紧的过程称为装夹。工件(或装配单元)经一次装夹后所完成的那一部分工艺容称为安装。在一道工序中可以有一个或多个安装。工件加工中应尽量减少装夹次数，因为多一次装夹就多一次装夹误差，而且增加了辅助时间。因此生产中常用各种回转工作台、回转夹具或移动夹具等，以便在工件一次装夹后，可使其处于不同的位置加工。为完成—定的工序容，一次装夹工件后，工件(或装配单元)与夹具或设备的可动部分一起相对刀具或设备固定部分所占据的每一个位
例题 在成批生产条件下，加工如例题图所示零件，其机械加工工艺过程如下所述： ⑴在车床上加工整批工件的小端端面、小端外圆（粗车、半精车）、台阶面、退刀槽、小端孔（粗车、精车）、内外倒角； ⑵调头，在同一台车床上加工整批工件的大端端面、大端外圆及倒角； ⑶在立式钻床上利用分度夹具加工四个螺纹孔； ⑷在外圆磨床上粗、精磨1206h 外圆。 试列出其工艺过程的组成，并确定各工序的定位基准，画出各工序的工序简图，用符号标明加工面， 标明定位 基准面，用数字注明所消除的不定度（自由度）数，其它用文字说明、工艺过程分析到工步。 例题图 解：工序I 车，（见例题解答图a ），一次安装，工步为：(1)车端面； (2)粗车外圆；(3)车台阶面；(4)车退刀槽；(5)粗车孔；(6)半精车外圆； (7)精车孔； (8)外圆倒角； (9)内圆倒角。 工序Ⅱ车（见例题解答图b ），一次安装，工步为：(1)车端面；(2)车外圆；(3)车内孔；(4)倒角。 工序Ⅲ钻（见例题解答图c ），一次安装，4个工位，工步为：(1)钻4个孔；(2)攻4个螺纹孔。 工序Ⅳ磨（见例题解答图d ），一次安装，工步为：(1)粗磨外圆；(2)精磨外圆。
例题指出例题图零件结构工艺性不合理的地方，并提出改进建议。 例题图 答：例题3. 2图a 底面较大，加工面积较大，加工量较大且不易保证加工质量，建议减少底面加工面的尺寸，如开一通槽。例题图中孔的位置距直壁的尺寸太小，钻孔时刀具无法切入，安装也不方便，故应该增大其距离。 例试拟定例题图所示小轴的单件小批生产和大批大量生产的机械加工工艺规程，并分析每种方案的工艺过程组成。 例题图 解：零件的机械加工工艺规程如例题表a和b所示。 工序工序内容所用设备 1车一端端面，打中心孔 调头车另一端面，打中心孔 车床 2车大端外圆及倒角 调头车小端外圆及倒角 车床 3铣键槽、去毛刺铣床 工序工序内容所用设备 1铣端面，打中心孔铣端面打中心孔机床 2车大端外圆及倒角车床 3调头车小端外圆及倒角车床 4铣键槽键槽铣床 5去毛刺钳台 从表中可看出，随零件生产类型的不同，工序的划分及每一个工序所包含的加工内容是不同的。在例题表中，车完一个工件的大端外圆和倒角后，立即调头车小端外圆及倒角，这是一个工序。而在例题表中，是在车完一批工件的大端外圆和倒角后再调头车小端外圆和倒角，加工内容没有连续进行，故是两个工序。
机械制造工艺学 课程设计说明书 设计题目设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加 工工艺及工艺设备 设计者 学号 指导教师 2006-9-27
目录 序言 一．零件的分析 (1) （一）零件的作用 (1) （二）零件的工艺分析 (2) 二．工艺规程的设计 (3) （一）确定毛坯的制造形式 (3) （二）基面的选择 (3) （三）制定工艺路线 (3) （四）机械加工余量工序尺寸及毛坯尺寸的确定..5 （五）确立切削用量及基本工时 (7) 三．夹具设计 (13) （一）问题的提出 (13) （二）夹具设计 (13) 四．参考文献 (17) 序言
机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的.这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的训练,因此,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的“四化”建设打下一个良好的基础。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请各位老师给予指导。 一、零件的分析 （一）零件的作用 题目所给的零件是CA6140车床的拨叉。它位于车床变速机构中，主要起换档，使主轴回转运动按照工作者的要求工作，获得所需的速度和扭矩的作用。零件上方的φ25孔与操纵机构相连，二下方的φ60半孔则是用于与所控制齿轮所在的轴接触。通过上方的力拨动下方的齿轮变速。两件零件铸为一体，加工时分开。 （二）零件的工艺分析 CA6140车床共有两处加工表面，其间有一定位置要求。 分述如下： 1.以φ25mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ25H7mm的孔，以及φ42mm的圆柱两端面，其中主要加工表面为φ25H7mm通孔。 2.以φ60mm孔为中心的加工表面 这一组加工表面包括：φ60H12的孔，以及φ60H12的两个端面。主要是φ60H12的孔。 3. 铣16H11的槽 这一组加工表面包括：此槽的端面，16H11mm的槽的底面，
连杆零件的加工工艺路线 一零件分析 １结构：Ф６０的外圆，Ф２５的外圆，Ф３６的内孔，Ф１５的内孔，轴颈零件。 2. 技术要求 1.直径25mm、直径60mm的左端面铣削加工; 半精加工；粗糙度 为Ra3.2 2.连杆右端面铣削加工; 半精加工；粗糙度为Ra 3.2 3.直径36mm的内孔，直径15mm内孔；精加工；粗糙度1.6 4.连杆的右端面相对于直径36孔基准轴线的垂直度为0.05 5.其余都为毛坯 6.去内键槽毛刺 3.工艺性分析 所设计的零件在满足使用要求的前提下，制造是可行、经济合理的。 二、确定毛坯类型 1. 毛坯类型：采用锻件，成中批生产 2、毛坯图（公差技术要求）查表可得毛坯加工余量为3，正火 三确定表面加工方法 1Ф25外圆表面和Ф60外圆表面：粗铣—精铣 2 连杆右端面：粗铣—精铣 3Ф36的内孔和Ф15的内孔：粗铣—精铣—刮研
4 内键槽：粗铣—精铣—刮研 四、确定定位基准 1、粗基准 直径60mm的外圆，直径25mm的外圆表面 2、精基准 两中心孔 五、划分加工阶段 1.粗加工：粗铣外圆端面，Ф60外圆，Ф25外圆，小连杆右端面，粗铣—精铣—刮研Ф36的内孔和Ф15的内孔。 2粗铣—精铣—刮研内键槽 3 精铣加工：Ф25外圆表面，Ф60外圆表面，连杆右端面，刮研Ф36的内孔和Ф15的内孔 六热处理工序安排 1、正火 2、时效处理 3、淬火（半精加工之后精加工之前） 七拟定加工路线 1 正火 2 铣：用平虎钳夹持工件 4 粗铣Ф25外圆表面，Ф60外圆表面，小连杆右端面以及 Ф３６+00.027的内孔和Ф15的内孔及筋板。 5、精加工：小连杆右端面，Ф３６+00.027的内孔和Ф1５+00.019的内
机械加工工艺规范 1.1总则 1.1.1机械加工人员必须是经过专业培训,具有一定机械基础知识和机床操作能力,且能够满足现行产品零件对机械加工提出的各项要求。 1.1.2机械加工设备和工艺装备应能满足现行产品的各项要求。 1.1.3机械加工所使用的计量器具必须是经计量部门检验合格并在规定检定周期内。 1.2加工前的准备 1.2.操作者接到加工任务后,首先要检查加工所需的产品图样、工艺规程和有关技术资料是否齐全。 1.2.2机械加工人员事先必须熟读生产图样和工艺文件,了解零件加工的关键部位,并根据加工的需要准备各种加工工具以及测量器具。 1.2.3机械加工人员加工前应复核毛坯或半成品是否符合图样要求,发现下列情况时不得进行加工: a、被加工件存在明显缺陷; b、被加工件与图样尺寸或形状不相符。 1.2.4按工艺规程要求准备好加工所需的全部工艺装备,发现问题及时处理。对新夹具、模具等,要先熟悉其使用要求和操作方法。 1.3刀具与工件的装夹
1.3.1刀具的装夹 1.3.1.1在装夹各种刀具前,一定要把刀柄、刀杆、导套等擦试干净。 1.3.1.2刀具装后,应用对刀具装置或试切等检查其正确性。 1.3.2工件的装夹 1.3. 2.1在机床工作台上安装夹具时,首先要擦净其定位基面,并要找正其与刀具的相对位置。 1.3. 2.2工件装夹前应将其定位面、装紧面、垫铁和夹具的定位、平紧面擦试干净,并不得有毛刺。 1.3. 2.3按工艺规程中规定的定位基准装夹,若工艺规程中未规定装夹方式,操作者可自行选择定位基准和装夹方法,选择定位基准应按以下原则: a、尽可能使定位基准与设计基准重合; b、尽可能使各加工面采用同一定位基准; 粗加工定位基准应尽量选择不加工或加工余量比较小的平整表面,而且只能使用一次; c、精加工定位基准应是已加工表面; d、选择的定位基准必须使工件定位夹方便,加工时稳定可靠。
机械加工工艺路线 机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。 工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。 拟定工艺路线的一般原则 1、先加工基准面 零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。 2、划分加工阶段 加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。 3、先孔后面 [1] 对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。 4、主要表面的光整加工（如研磨、珩磨、精磨等），应放在工艺路线最后阶段进行，以免光整加工的表面，由于工序间的转运和安装而受到损伤。 上述为工序安排的一般情况。有些具体情况可按下列原则处理。 (1)、为了保证加工精度，粗、精加工最好分开进行。因为粗加工时，切削量大，工件所受切削力、夹紧力大，发热量多，以及加工表面有较显著的加工硬化现象，工件内部存在着较大的内应力，如果粗、粗加工连续进行，则精加工后的零件精度会因为应力的重新分布而很快丧失。对于某些加工精度要求高的零件。在粗加工之后和精加工之前，还应安排低温退火或时效处理工序来消除内应力。 (2)、合理地选用设备。粗加工主要是切掉大部分加工余量，并不要求有较高的加工精度，所以粗加工应在功率较大、精度不太高的机床上进行，精加工工序则要求用较高精度的机床加工。粗、精加工分别在不同的机床上加工，既能充分发挥设备能力，又能延长精密机床的使用寿命。 (3)、在机械加工工艺路线中，常安排有热处理工序。热处理工序位置的安排如下：为改善金属的切削加工性能，如退火、正火、调质等，一般安排在机械加工前进行。为消除内应力，如时效处理、调质处理等，一般安排在粗加工之后，精加工之前进行。为了提高零件的机械性能，如渗碳、淬火、回火等，一般安排在机械加工之后进行。如热处理后有较大的变形，还须安排最终加工工序。
第5章机械加工工艺规程的制定复习题1 1. 单项选择 1-1 重要的轴类零件的毛坯通常应选择（）。 ①铸件②锻件③棒料④管材 1-2 一般机床床身的毛坯多采纳（）。 ①铸件②锻件③焊接件④冲压件 1-3 基准重合原则是指使用被加工表面的（）基准作为精基准。 ②设计②工序③测量④装配 1-4 箱体类零件常采纳（）作为统一精基准。 ①一面一孔②一面两孔③两面一孔④两面两孔 1-5 经济加工精度是在（）条件下所能保证的加工精度和表面粗糙度。 ①最不利②最佳状态③最小成本④正常加工 1-6 铜合金7 级精度外圆表面加工通常采纳（）的加工路线。 ①粗车②粗车-半精车③粗车-半精车-精车④粗车-半精车-精磨 1-7 淬火钢7级精度外圆表面常采纳的加工路线是（）。 ①粗车—半精车—精车②粗车—半精车—精车—金刚石车 ③粗车—半精车—粗磨④粗车—半精车—粗磨—精磨 1-8 铸铁箱体上φ120H7孔常采纳的加工路线是（）。 ①粗镗—半精镗—精镗②粗镗—半精镗—铰 ③粗镗—半精镗—粗磨④粗镗—半精镗—粗磨—精磨 1-9 为改善材料切削性能而进行的热处理工序（如退火、正火等），通常安排在（）进行。 ①切削加工之前②磨削加工之前③切削加工之后④粗加工后、精加工前 1-10 工序余量公差等于( )。 ①上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和 ②上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差 ③上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之和的二分之一 ④上道工序尺寸公差与本道工序尺寸公差之差的二分之一 1-11 直线尺寸链采纳极值算法时，其封闭环的下偏差等于（）。 ①增环的上偏差之和减去减环的上偏差之和
②增环的上偏差之和减去减环的下偏差之和 ③增环的下偏差之和减去减环的上偏差之和 ④增环的下偏差之和减去减环的下偏差之和 1-12 直线尺寸链采纳概率算法时，若各组成环均接近正态分布，则封闭环的公差等于（）。 ①各组成环中公差最大值②各组成环中公差的最小值 ③各组成环公差之和④各组成环公差平方和的平方根 2. 多项选择 2-1 选择粗基准最要紧的原则是（）。 ①保证相互位置关系原则②保证加工余量平均分配原则③基准重合原则 ④自为基准原则 2-2 采纳统一精基准原则的好处有（）。 ①有利于保证被加工面的形状精度②有利于保证被加工面之间的位置精度 ③能够简化夹具设计与制造④能够减小加工余量 2-3 平面加工方法有（）等。 ①车削②铣削③磨削④拉削 2-4 研磨加工能够（）。 ①提高加工表面尺寸精度②提高加工表面形状精度③降低加工表面粗糙度 ④提高加工表面的硬度 2-5 安排加工顺序的原则有（）和先粗后精。 ①先基准后其他②先主后次③先面后孔④先难后易 2-6 采纳工序集中原则的优点是（）。 ①易于保证加工面之间的位置精度②便于治理 ③能够降低对工人技术水平的要求④能够减小工件装夹时刻 2-7 最小余量包括( )和本工序安装误差。 ①上一工序尺寸公差②本工序尺寸公差③上一工序表面粗糙度和表面缺陷层厚度 ④上一工序留下的形位误差 2-8 单件时刻（定额）包括（）等。 ①差不多时刻②辅助时刻③切入、切出时刻④工作地服务时刻 2-9 辅助时刻包括（）等。 ①装卸工件时刻②开停机床时刻③测量工件时刻④更换刀具时刻
机械加工工艺规程设计的步骤 一、零件分析 1、分析零件结构特点，确定零件的主要加工方法 2、分析零件加工技术要求，确定重要表面的精加工方法 3、根据零件的结构和精度，做出零件加工工艺性评价 二、确定毛坯 1、根据零件的材料和生产批量选择毛坯种类 2、根据毛坯总余量和毛坯制造工艺特点确定毛坯的形状和大小 3、绘制毛坯工件合图 三、确定各表面加工方法 根据零件各加工表面的形状、结构特点和加工批量逐一列出各表面的加工方法。注意方法可以有多种方案，再根据现有条件进行比较，选择一种最适合的方案。 四、确定定位基准 1、选择粗基准 按照粗基准的选择原则为第一道工序加工选择基准。 2、选择精基准 按照精基准的选择原则确定第一道工序以外的各表面的定位基准，以便确定定位方案和按照基准先行的原则安排工艺路线。 五、划分加工阶段 一般零件的加工阶段划分为三个阶段：粗加工、半精加工、精加工阶段。粗加工阶段一般的工作有：粗车、粗铣、粗刨、粗镗等。半精加工阶段一般工作有：半精车、半精铣、半精刨、半精镗等。精加工阶段的一般工作有：精车、精铣、精刨、精镗、粗磨、精磨。 当零件尺寸精度为IT6级以上，表面粗糙度Ra0.4以上要进行超精加工。 六、热处理工艺安排及辅助工序安排 热处理工艺将零件加工阶段自然分开。一般情况下铸造后毛坯要进行时效处理，锻造后毛坯要进行正火或退火处理，然后进行粗加工。粗加工后，复杂铸件要进行二次时效，轴类零件一般进行调质处理，然后进行半精加工。各类淬火放在磨削加工前进行，表面化学处理放在零件加工后进行。 辅助工序包括去毛刺、划线、涂防锈油、涂防锈漆等也要在需要的时候安排进去。 七、拟订工艺路线 1、按照基准先行、先主后次、先粗后精、先面后孔的原则安排工艺路线。并以重要表面的加工为主线，其他表面的加工穿插其中。一般次要表面的加工是在精加工前或磨削加工前进行的，重要表面的最后的精加工为放在整个加工过程的最后进行。 2、根据加工批量及现有生产条件考虑工序的集中与分散，以便更合理地安排工艺路线。 3、安工序按排零件加工的工艺路线 八、工序设计 1、选择工序的切削机床、切削刀具、夹具、量具 2、确定工序的加工余量，计算各表面的工序尺寸 3、选择合理的切削参数，计算工序的工时定额 九、填写工艺卡片 根据设计好的内容将相关项目填入工艺卡片中。工艺卡片有三种：工艺过程卡、工艺卡和工序卡。 上述工作完成则一个零件的工艺设计就完成了。